1、2022-2023必修第二册必修第二册第六章 化学反应与能量单元整合复习化学反应与能量 认识模型知识体系：化学的速率与限度 学习 目标PART01PART02学会吸热反应和放热反应的判断方法会判断原电池的正极和负极,会正确书写原电池的电极反应式根据原电池原理,会分析新型化学电池会化学反应速率的计算和比较理解外界条件对化学反应速率的影响.会判断化学平衡的状态.会分析化学反应速率和化学平衡的图像PART03PART04PART05PART07PART06一、化学反应与能量1.1.化学能与热能 根据反应物和生成物的总能量大小判断：反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应，反之为吸热反应。根据
2、化学键断裂和形成时能量变化大小的关系推断：破坏反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应，反之为放热反应。根据经验规律判断：用常见吸热和放热的反应类型来判断。根据生成物和反应物的相对稳定性判断：由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为放热反应。归纳整理1：吸热反应与放热反应的判断对点训练1：下列变化过程属于放热反应的是（下列变化过程属于放热反应的是（）金属钠与水反应金属钠与水反应NH4Cl晶体与晶体与Ba(OH)28H2O晶体混合搅拌晶体混合搅拌H2在在Cl2中燃烧中燃烧液态水变成水蒸气液态水变成水蒸气酸碱中和酸碱中和碳酸钙热分解碳酸钙热分解A.B.C
3、.D.B B解析金属钠与水反应生成金属钠与水反应生成NaOH和氢气，是放热反应；和氢气，是放热反应；NH4Cl晶体与晶体与Ba(OH)28H2O晶体混合搅拌，发生的是吸热反应；晶体混合搅拌，发生的是吸热反应；燃烧都是放热反应；燃烧都是放热反应；液态水变成水蒸气是吸热过程，且不属于化学反应；液态水变成水蒸气是吸热过程，且不属于化学反应；酸碱中和反应都是放热反应；酸碱中和反应都是放热反应；碳酸钙热分解是吸热反应。碳酸钙热分解是吸热反应。符合题意，故选符合题意，故选B B。解析反应物的总能量小于生成物的总能量，是吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，是吸热反应，A A 正确；正确；反应物的总能
4、量大于生成物的总能量是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量是放热反应，B B错误；错误；浓硫酸溶于水放出热量，是物理变化，不属于化学反应，浓硫酸溶于水放出热量，是物理变化，不属于化学反应，C C错误；错误；稀盐酸与锌反应放出热量，是放热反应，稀盐酸与锌反应放出热量，是放热反应，D D错误。错误。下列图示变化为吸热反应的是（）对点训练2：A A归纳整理2：吸热反应和放热反应的计算对放热反应：对放热反应：AB=CD，以下说法一定正确的是，以下说法一定正确的是(EA、EB、EC、ED分别表示物质分别表示物质A、B、C、D所具有的能量所具有的能量)（）A.EAEBECED B.EAEBECC.E
5、AEB D.EAEBECED解析反应反应AB=CD是放热反应，则反应物是放热反应，则反应物A、B的总能量大于生的总能量大于生成物成物C、D的总能量，即的总能量，即EAEBECED。A A对点训练1：对点训练2：H2与与O2、F2均能发生反应，如图为均能发生反应，如图为H2与与F2发生反应生成发生反应生成HF过程中的能过程中的能量变化示意图。请回答下列问题：量变化示意图。请回答下列问题：(1)完成转化完成转化、_(填填“吸收吸收”或或“放出放出”，下同，下同)能量，完成转化能量，完成转化_能量。能量。吸收吸收放出(2)H2和和F2反应的能量变化图可用反应的能量变化图可用_(填填“A”或或“B”)
6、表示。表示。A解析由图可知，由图可知，H2和和F2生成生成HF的反应能量变化为的反应能量变化为154 kJmol1436 kJmol12565 kJmol1540 kJmol1，是放热反应，则反，是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，应物的总能量大于生成物的总能量，A正确。正确。(3)H2在在O2中燃烧的过程主要是中燃烧的过程主要是_能转化为能转化为_能的过程。能的过程。解析氢气在氧气中燃烧是放热反应，主要是化学能转化为热能的过程。化学化学热热2.2.化学能转化为电能的装置原电池归纳整理1：原电池的工作原理和应用1.原电池的构成：原电池是由两个活动性不同的电极、电解质溶液构成的闭合回
7、路，也就是说原电池的构造是：两个活动性不同的电极；电解质溶液；闭合回路，存在自发的氧化还原反应。如下图。u2、原电池的工作原理 负极正极电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属电子流向电子流出极电子流入极离子移动方向阴离子移向的极阳离子移向的极反应类型氧化反应还原反应反应现象溶解的极增重或有气泡放出的极电极反应式还原剂ne=氧化产物氧化剂ne=还原产物如图所示，电流表的指针发生偏转，同时如图所示，电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，极的质量减小，B极上有气极上有气泡产生，泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是（为电解质溶液，下列说法错误的是（）A.B极为原电池的正极极为
8、原电池的正极B.A、B、C分别可以为分别可以为Zn、Cu和稀盐酸和稀盐酸C.C中阳离子向中阳离子向A极移动极移动D.A极发生氧化反应极发生氧化反应对点训练1：CC解析原电池中，负极金属失去电子，发生氧化反应而溶解原电池中，负极金属失去电子，发生氧化反应而溶解，质量质量减小，故减小，故A极为负极，极为负极，B极为正极，极为正极，A、D项正确项正确；A、B、C分别为分别为Zn、Cu和稀盐酸时，可以构成原电池，且现象和稀盐酸时，可以构成原电池，且现象符合题意，符合题意，B项正确项正确；电解质溶液电解质溶液中阳离子移向正极，中阳离子移向正极，C项错误。项错误。为为将反应将反应2Al6H=2Al33H2
9、的化学能转化为电能，下列装置能的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜铝条均已除去了氧化膜)()CC对点训练2：解析A、B、C三项中的装置均能将化学能转化为电能，三项中的装置均能将化学能转化为电能，A项，反应为项，反应为2Al2OH2H2O=3H2，错误；，错误；B项，项，Al与与H2SO4反应产生铝盐和反应产生铝盐和H2，正确；，正确；C项，反应为项，反应为Al和稀硝酸反应生成和稀硝酸反应生成NO，错误；，错误；D项，两电极全是项，两电极全是Al，因而不能构成原电池，即不能将化学能转化为电能，错误。，因而不能构成原电池，即不能将化学能转化为电能，错误。归纳
10、整理2：原电池正负极的判断归纳整理3：原电池电极反应式的书写将用导线连接的电极X、Y插入装有硫酸铜溶液的烧杯中(外电路中电子流向如图所示)。据此判断下列说法正确的是（）A.外电路中电流方向为XYB.若电极材料分别为锌片和铜片，则Y为锌片C.X极上发生还原反应D.若电极材料都是金属，则金属活动性：XYD D解析A项，原电池中电子由负极经外电路流向正极，外电路中电流方向与电子流向相反，故电流方向为Y外电路X，错误；B项，若电极材料分别为锌片和铜片，则锌为负极，即X为锌片，错误；C项，X极是负极，发生氧化反应，错误；D项，若电极材料都是金属，则负极金属活动性大于正极，金属活动性：XY，正确。对点训练
11、1：某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下：编号编号电极材料电极材料电解质溶液电解质溶液电流表指针偏转方向电流表指针偏转方向1Fe、Al稀硫酸稀硫酸偏向偏向Fe2Al、Mg稀硫酸稀硫酸偏向偏向Al3Al、石墨、石墨稀硫酸稀硫酸偏向石墨偏向石墨4Al、MgNaOH溶液溶液偏向偏向Mg对点训练2：根据根据下下表记录的实验现象，回答下列问题：表记录的实验现象，回答下列问题：(1)实验实验1、2中铝的作用是否相同？中铝的作用是否相同？_。写出写出实验实验1中铝电极上发生的电极反应式：中铝电极上发生的电极反应式：_。实验实验2中，镁为中，镁为_极，电极反应
12、式为极，电极反应式为_。实验实验1、2中铝的作用不同，实验中铝的作用不同，实验1中，铝作原电池的负极，实验中，铝作原电池的负极，实验2中铝作原电池的正极中铝作原电池的正极Al3e=Al3负负Mg2e=Mg2(2)实验实验3中，铝为中，铝为_极，石墨为极，石墨为_极，电池总反应式为极，电池总反应式为_。3Al、石墨、石墨稀硫酸稀硫酸偏向石墨偏向石墨负负正正2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H24Al、MgNaOH溶液溶液偏向偏向Mg(3)实验实验4中，铝为中，铝为_极，原因为极，原因为_，负极，负极电极反应式为电极反应式为_。负负铝可以和氢氧化钠溶液发生反应铝可以和氢氧化钠溶液发生反应解析
13、由实验由实验4的现象可知，的现象可知，Mg作正极，作正极，Al作负极，因为作负极，因为Al可以和可以和NaOH溶液发生自发的氧化还原反应，溶液发生自发的氧化还原反应，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，负极电极反应式为负极电极反应式为Al3e4OH=2H2O。二、化学反应速率和限度(化学平衡)表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的_或生成物浓度的_来表示。数学表达式及单位：v(B)，单位为_ 或_。化学反应速率与化学计量数的关系：同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能_，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的_之比。如在反应aA(g)bB(g)cC(g)dD
14、(g)中存在：v(A)v(B)v(C)v(D)abcd减少增加molL1min1molL1s1 等不同化学计量数(B)归纳整理1：化学反应速率的计算与比较 由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aAbB=cCdD，比较 ，则A表示的反应速率比B的大。归纳整理1：化学反应速率的计算与比较化学反应速率大小的比较方法NH3和O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)3O2(
15、g)2N2(g)6H2O(g)，现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2，4 min后反应达到平衡，测得生成的H2O(g)占混合气体总体积的40%，则下列表示的此段时间内该反应的平均速率不正确的是（）A.v(N2)0.125 molL1min1 B.v(H2O)0.375 molL1min1C.v(O2)0.225 molL1min1 D.v(NH3)0.25 molL1min1温馨提示：“三段式设转化的NH3的物质的量为x mol，则 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)n(始)/mol 4 3 0 0n(变)/mol x 0.75x 0.5x
16、 1.5xn(平)/mol 4x 30.75x 0.5x 1.5x对点训练1：C已知反应4CO2NO2 N24CO2在不同条件下的化学反应速率如下。v(CO)1.5 molL1min1v(NO2)0.7 molL1min1v(N2)0.4 molL1min1v(CO2)1.1 molL1min1v(NO2)0.01 molL1s1请比较上述5种情况反应的快慢_(由大到小的顺序)。对点训练2：内因(主要因素)反应物本身的性质。外因(其他条件不变，只改变一个条件)接触面积加快 减慢加快减慢加快减慢相同归纳整理2：影响反应速率的因素 对于FeH2SO4=FeSO4H2，改变某些条件会影响产生氢气的速
17、率，请回答下列问题：(1)v(H2)t图像中，为何AB段v逐渐增大，BC段又逐渐减小？答案AB段(v渐增)，主要原因是反应放热，导致温度升高，反应速率渐大；BC段(v渐小)，则主要原因是随反应的进行，溶液中c(H)渐小，导致反应速率渐小。对点训练：(2)若增加铁的用量，对反应速率有何影响(不考虑表面积的变化)，为什么？答案无影响，因为固体以及纯液体的浓度视为常数，其量的变化对反应速率无影响。(3)若将稀硫酸换成浓硫酸能加快产生H2的速率吗？为什么？答案不能，因为常温下浓硫酸使铁钝化。(4)在铁与稀硫酸的反应混合物中分别加入少量CuSO4，CH3COONa固体，产生氢气的速率如何变化？解释变化的
18、原因。答案产生氢气的速率加快。原因：Fe置换Cu2生成单质Cu，与Fe形成原电池加快反应速率。产生H2的速率减小。原因是：CH3COO结合H，降低H浓度，反应速率减小。（1）可逆反应：在_下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。（2）化学平衡状态：一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的_保持不变的状态。同一条件质量或浓度 化学平衡状态归纳整理3：化学平衡状态及判断标志(3)化学平衡的建立：正反应逆反应2.间接标志“变不变”(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于有气体参与且反应前后气体的体积不等的可逆反应)。(2)
19、混合气体的密度不随时间的改变而变化(适用于恒压且反应前后气体的体积不等的可逆反应；恒容且有固体、液体参与或生成的可逆反应)。(3)对于反应混合物中存在有颜色物质的可逆反应，若体系的颜色不再改变，则反应达到平衡状态。(4)体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。归纳整理3：化学平衡状态及判断标志 判断可逆反应达到平衡状态的标志 反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。恒温恒容下气体体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化。全是气体参加体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保
20、持不变。归纳整理3：化学平衡状态及判断标志 不能作为“标志”的四种情况 看面：理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所示的是哪些量之间的关系。看线：分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点，可按照先拐先平的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，对应的温度高、压强大。“一看”看图像 化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。归纳整理4：化学反应速率和反应限
21、度的图像分析 看点：理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。看辅助线：做横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。看量的变化：弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系、外界条件的改变对化学反应的影响以及对正、逆反应速率的影响规律等。“二想”想规律 “三判断”利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断 一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe(s)CO2(g)FeO(s)C
22、O(g)。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。(1)t1 min时，正、逆反应速率的大小关系为v正_v逆(填“”“”或“”)。对点训练：(2)4 min内，CO2的转化率为_；CO的平均反应速率v(CO)_。71.4%0.125 molL1min1(3)下列条件的改变能减慢其反应速率的是_(填序号，下同)。降低温度减少铁粉的质量保持压强不变，充入He使容器的体积增大保持容积不变，充入He使体系压强增大(4)下列描述能说明上述反应已达平衡状态的是_。v(CO2)v(CO)单位时间内生成n mol CO2的同时生成n mol CO容器中气体压强不随时间变化而变化容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
